Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta

Chia sẻ: Nguyễn Thị Bích Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

198
lượt xem 39
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năng lượng nguyên tử là năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử bao gồm năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch, năng lượng do phân rã chất phóng xạ; là năng lượng sóng điện từ có khả năng ion hoá vật chất và năng lượng các hạt được gia tốc

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta

…………………. ……………………. ……………………………… …………………………………………………………. ---------- Báo cáo Tìm hiểu các vấn đề cơ bản về Năng lượng nguyên tử Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân Sự phát triển của điện hạt nhân trên thế giới và ở nước ta Kính gửi : Dr. Hoàng Anh Tuấn : Ms. Nguyễn Thị Yên Ninh : Mr. Nguyễn Việt Phương Hà nội, 8 - 2011
MỤC LỤC Mục lục ......................................................................................................... 1 Danh mục hình ảnh ..................................................................................... 2 Phần 1: Giới thiệu ........................................................................................ 3 1.1. Năng lượng Nguyên tử ...................................................................................... 10 1.1.1. Định nghĩa .................................................................................................. 10 1.1.2. Lý thuyết về năng lượng nguyên tử............................................................. 11 1.2. Các ứng dụng của công nghệ hạt nhân ................................................................. 6 1.2.1. Trong lĩnh vực y tế ....................................................................................... 6 1.2.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sinh học .......................................................... 7 1.2.3. Trong lĩnh vực khoa học, kỹ thuật và công nghiệp ........................................ 7 1.2.4. Trong lĩnh vực nghiên cứu các quá trình tự nhiên và bảo vệ môi trường ...... 8 1.2.5. Trong lĩnh vực cung cấp năng lượng............................................................. 8 Phần 2: Vấn đề phát triển năng lượng hạt nhân ..................................... 10 2.1 Điện hạt nhân...................................................................................................... 10 2.1.1. Các nguồn cung cấp điện năng của thế giới ................................................ 10 2.1.2. Ưu điểm...................................................................................................... 11 2.1.3. Nhược điểm ................................................................................................ 12 2.2 Sự phát triển điện hạt nhân trên thế giới .............................................................. 12 2.3 Phát triển điện hạt nhân ở Việt nam .................................................................... 14 2.3.1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 14 2.3.2. Thực hiện ................................................................................................... 15 Phần 3 : Kết luận ....................................................................................... 17 Phần 4 : Cục năng lượng nguyên tử Việt nam ......................................... 18 4.1. Tìm hiểu về Cục năng lượng nguyên tử Việt nam .............................................. 18 4.2. Giới thiệu về bản thân ........................................................................................ 18 Tài liệu tham khảo ..................................................................................... 20 Bùi Từ Thi Hoàng Trang 1
Danh mục hình ảnh 1.1. Mô hình cấu trúc của nguyên tử .................................................. 4 1.2. Phản ứng phân hạch hạt nhân U235 ............................................ 5 1.3. Phản ứng tổng hợp hạt nhân Heli ................................................ 5 2.1. Tỷ lệ sản xuất điện trên thế giới................................................. 10 2.2. Sự phân bố Uranium...................................................................11 2.3. Vị trí các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới ........................... 13 2.4. Quy hoạch phát triển điện Việt nam đến năm 2025 ................... 14 Bùi Từ Thi Hoàng Trang 2
Phần 1 : Giới thiệu 1.1. Năng lượng Nguyên tử 1.1.1. Định nghĩa “Năng lượng nguyên tử là năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử bao gồm năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch, năng lượng do phân rã chất phóng xạ; là năng lượng sóng điện từ có khả năng ion hoá vật chất và năng lượng các hạt được gia tốc.” (Trích: Luật năng lượng nguyên tử) Ta chủ yếu đề cập đến vấn đề : năng lượng sinh ra khi có sự phân hạch (chia tách) của hạt nhân nguyên tử. 1.1.2. Lý thuyết về năng lượng nguyên tử a) Cấu tạo của nguyên tử Ngay từ thời cổ đại (khoảng năm 450 TCN), loài người mà đại diện là các nhà khoa học hy lạp cổ đại đã có những ý tưởng việc tất cả các loại vật chất (rắn, lỏng hay khí) đều được cấu tạo từ những hạt vô cùng nhỏ bé và không thể được chia tách nhỏ hơn nữa gọi là “Nguyên tử”. Tuy rằng khái niệm nguyên tử đã tồn tại từ hàng nghìn năm qua nhưng chỉ trong hai thế kỷ gần đây, con người mới bắt đầu hiểu được những điều căn bản về Nguyên tử và nguồn sức mạnh vô cùng to lớn chứa trong vật thể có khối lượng vô cùng nhỏ bé đó. Khoa học ngày nay đã chứng minh được nguyên tử thực chất là một hạt có cấu trúc và bản thân nó được tạo nên bởi các hạt còn nhỏ bé hơn nữa: Cấu trúc của nó bao gồm một hạt nhân nguyên tử mang điện tich dương (+) và các điện tử (Electron) mang điện tích âm (-) quay xung quanh hạt nhân đó. Hạt nhân nguyên tử lại được cấu tạo bởi dày đặc các hạt Proton và Neutral. Về bản chất hai loại hạt này bằng nhau về khối lượng và kích thước nhưng hạt Proton mang điện tích dương (+) còn hạt Neutral không mang điện. Bình thường, các nguyên tử luôn trung hòa về điện do số lượng các hạt mang điện tích âm (Electron) luôn cân bằng với số lượng các hạt mang điện tích dương (Proton). Bùi Từ Thi Hoàng Trang 3
Hình 1.1 – Mô hình cấu trúc của nguyên tử. Về cơ bản, các nguyên tố khác nhau thì nguyên tử của chúng cũng khác nhau về cấu trúc cũng như số lượng của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử của nguyên tố đó. Các nguyên tố được xác định theo số Proton có trong hạt nhân (số nguyên tử) và số khối của nguyên tử đó (tính bằng khối lượng của hạt nhân nguyên tử bởi vì các Electron có khối lượng không đáng kể). b) Phản ứng phân hạch và phản ứng hợp hạch Trong hạt nhân nguyên tử, các Proton và Neutral, khi ở khoảng cách rất nhỏ, giữa chúng sẽ có một lực hút rất mạnh gọi là năng lượng liên kết. Nhờ năng lượng liên kết này mà Proton và Neutral kết hợp với nhau và giữ hình thái ổn định của chúng. Về lý thuyết: nếu chúng ta phá vỡ liên kết trong hạt nhân của nguyên tử sẽ tạo ra các phần nhỏ hơn và đồng thời giải phóng năng lượng liên kết giữa chúng dưới dạng nhiệt năng. Tuy nhiên, chỉ một vài nguyên tố có cấu trúc hạt nhân chưa thực sự bền vững (thường là các nguyên tố có tính phóng xạ) mới có thể thực hiện được việc chia tách này để tạo thành các nguyên tố có cấu trúc bền vững hơn và gọi đó là phản ứng phân hạch hạt nhân. Ví dụ: một hạt nhân nguyên tử nặng như Uranium235 (có năng lượng liên kết lớn) khi hấp thụ Neutral sẽ bị phân hạch và trở thành các hạt nhân nhẹ hơn (có năng lượng liên kết tương đối nhỏ) đồng thời phát ra các Neutral mới và giải phóng năng lượng rất lớn dưới dạng nhiệt cỡ 200Mev. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 4
Hình 1.2 – Phản ứng phân hạch hạt nhân U235. Ngược lại: Nếu tạo được liên kết giữa các hạt nhân nguyên tử nhẹ để tạo thành hạt nhân của nguyên tử mới nặng hơn (nhưng lại có năng lượng liên kết nhỏ hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt nhân tạo thành) thì phần năng lượng dư thừa cũng sẽ được giải phóng ra dưới dạng nhiệt năng. Mặt khác, nếu phản ứng tổng hợp hạt nhân này tạo ra một hạt nhân mới có năng lượng liên kết lớn hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt nhân tạo thành thì phản ứng tổng hợp hạt nhân này lại là phản ứng thu năng lượng (nhiệt năng). Khoa học đã chứng minh: sự kết hợp hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hơn sắt và nickel thì phóng thích năng lượng trong khi với các nhân nặng hơn thì hấp thụ năng lượng. Ví dụ: phản ứng hợp hạch mà con người đã thực hiện được là kết hợp giữa hai nguyên tử Hydro trở thành hạt nhân nguyên tử Heli ổn định nhưng lại có năng lượng liên kết hạt nhân tương đối nhỏ. Hình 1.3 – Phản ứng tổng hợp hạt nhân Heli. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 5
Như vậy: khi hạt nhân của nguyên tử bị phân chia hoặc tổng hợp (các hạt nhân nhẹ) thì một phần năng lượng liên kết của nó sẽ được giải phóng dưới dạng nhiệt năng rất lớn gọi là năng lượng nguyên tử (năng lượng hạt nhân). c) Bản chất của năng lượng nguyên tử Năng lượng nguyên tử là năng lượng được sinh ra khi có sự biến đổi của hạt nhân nguyên tử (có sự thay đổi về tổng khối lượng của tất cả các “hạt” trước và sau phản ứng). Năng lượng này được biểu diễn về mặt độ lớn giá trị theo phương trình của Einstein: =∆  E là năng lượng trong quá trình biến đổi  ∆m : độ chênh lệch khối lượng trước và sau phản ứng (∆m=∑mt-∑ms)  C là vận tốc ánh sáng trong chân không có giá trị xấp xỉ 3x10 m/s Theo như phương trình trên, khi có sự biến đổi hạt nhân nguyên tử thành các hạt mới thì kèm theo sự biến đổi đó sẽ sinh ra năng lượng (nếu ∆m > 0) hoặc thu năng lượng vào (nếu ∆m < 0). Do phản ứng phân hạch hạt nhân có tổng khối lượng các “hạt” trước phản ứng lớn hơn nhiều so với khối lượng các “hạt” sau phản ứng nên theo hệ thức trên nó sinh ra một năng lượng khổng lồ. d) Phân loại : Theo định nghĩa: “Năng lượng nguyên tử là năng lượng được giải phóng trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử” sinh ra dưới các dạng:  Năng lượng nhiệt: Phần lớn năng lượng nguyên tử được sinh ra dưới dạng nhiệt năng, phát trực tiếp ra môi trường xung quanh.  Động năng cho các “hạt” mới sinh: Một phần năng lượng sẽ cung cấp động năng cho các hạt mới sinh ra, và làm cho các hạt có khối lượng nhỏ (các hạt mang điện dương như hạt α ,Ion dương, các hạt mang điện âm như Electron và các hạt không mang điện như Neutral, tia γ) có vận tốc ban đầu rất lớn. Đây cũng chính là nguồn gốc sinh ra các tia phóng xạ trong phản ứng hạt nhân. 1.2. Ứng dụng của công nghệ hạt nhân Công nghệ hạt nhân và đồng vị phóng xạ được ứng dụng có hiệu quả vào nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội. Trong một số lĩnh vực nó còn có vai trò chủ đạo và không thể thay thế: 1.1.1. Trong lĩnh vực y tế Bùi Từ Thi Hoàng Trang 6
Công nghệ hạt nhân giúp tạo ra các đồng vị phóng xạ đặc biệt quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế : Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Đà Lạt là tấm áp P-32 để điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để chẩn đoán và điều trị bệnh bướu cổ; Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất thường trong não và tuyến nước bọt. Hàng năm, khoảng 150 Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà lạt, đáp ứng khoảng 60% nhu cầu của Ngành Y tế. Ngoài ra, ứng dụng các tia xạ trong lĩnh vực chiếu, chụp, chẩn đoán hình ảnh… để phục vụ việc chẩn đoán chức năng và bệnh lý các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Hơn thế nữa, phương pháp điều trị ung thư bằng xạ trị (chiếu các tia phóng xạ tiêu diệt các tế bào ung thư) cho đến nay vẫn là phương pháp chưa thể thay thế trong việc điều trị căn bệnh nguy hiểm này. 1.1.2. Trong lĩnh vực nông nghiệp, sinh học Công nghệ hạt nhân cũng có tác dụng vô cùng to lớn, đặc biệt là ứng dụng tia γ gây đột biến gene để tạo ra các giống cây trồng (ngô, khoai, lúa, một số loại hoa, dâu tằm…) để tạo ra các giống mới có năng suất cao, chống chịu sâu bệnh tốt và phù hợp với thổ nhưỡng nhiều vùng khác nhau. Hoặc tác động gây đột biến gene chính các loại sâu hại cho cây trồng (làm chết hoặc mất khả năng sinh sản của chúng). Tạo ra các chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật để cho cây trồng phát triển tốt đã được chế tạo và đang triển khai thử nghiệm diện rộng trên phạm vi cả nước với diện tích hàng trăm hecta các loại cây rau quả, lương thực và cho năng suất tăng từ 15 - 30% so với đối chứng đồng thời giảm được lượng phân bón cho cây trồng (do nước ta hiện vẫn phải nhập khẩu chủ yếu phân bón cho nông nghiệp từ Trung quốc). Lĩnh vực khoa học về công nghệ bức xạ nhằm các mục đích khử trùng, biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo một số chế phẩm bằng bức xạ như chất mang vacxin, màng chữa bỏng, chất kích thích tăng trưởng thực vật, chế phẩm phòng chống nấm thực vật, v.v... giúp cho hàng hóa nông sản có thể được bảo quản tốt hơn. Nâng cao vị thế và giá trị sản phẩm của một nước xuất khẩu nông sản hàng đầu thế giới. 1.1.3. Trong lĩnh vực khoa học, kỹ thuật và công nghiệp Ứng dụng rộng rãi nhất của công nghệ hạt nhân phải nói đến trong các ngành xây dựng, kiểm tra, đo lường (dùng kiểm tra, kiểm nghiệm, giám sát và Bùi Từ Thi Hoàng Trang 7
đánh giá chất lượng các công trình, sản phẩm mà không cần tác động vào vật cần kiểm tra), hay thăm dò, tìm kiếm và khai thác khoáng sản với chi phí thấp và độ chính xác rất cao. Chỉ với việc ứng dụng kỹ thuật chụp X-quang thông thường đã có thể kiểm tra hàng hoá, bảo đảm an ninh tại các cửa khẩu, sân bay. Hiện nay, việc sử dụng kỹ thuật này đã trở thành yêu cầu bắt buộc trong kiểm tra chất lượng một số loại công trình xây dựng và giao thông. Mặt khác, sự phát triển của công nghệ hạt nhân sẽ kéo theo nó là sự phát triển của nhiều lĩnh vực ngành nghề như : thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử, hạt nhân phục vụ cho chính sự phát triển của ngành. Phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân, an toàn – an ninh trong lĩnh vực hạt nhân cũng vì thế mà phát triển theo. Trong lĩnh vực giao thông vận tải, nếu áp dụng công nghệ hạt nhân có thể giúp các phương tiện gần như hoạt động suốt đời mà không phải một lần nạp thêm nhiên liệu: hiện nay đã trở thành phương pháp tân tiến nhất được ứng dụng trong vận tải tàu biển và tàu quân sự có trọng tải lớn. 1.1.4. Trong lĩnh vực nghiên cứu các quá trình tự nhiên và bảo vệ môi trường Sử dụng đồng vị phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu phóng xạ để nghiên cứu diễn biến nhiều quá trình như sa bồi, bào mòn, trầm tích, rò rỉ, v.v... Kết hợp với các thông tin về thủy văn và địa chất, các kết quả nghiên cứu của ngành hạt nhân cung cấp cho các nhà quản lý ngành nông nghiệp, thủy lợi các số liệu điều tra quan trọng và mang ý nghĩa thực tế cao. Nghiên cứu phóng xạ môi trường và ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của mức phóng xạ và tình hình ô nhiễm môi trường không khí đã được tiến hành trong nhiều năm qua ở một số khu công nghiệp và thành phố lớn như Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh Ứng dụng các kỹ thuật hạt nhân để nghiên cứu ô nhiễm môi trường biển cũng đang được tiến hành. Ngoài ra, các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo sinh ra do các vụ thử vũ khí và sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt nam cũng được thực hiện, đặc biệt đã có khả năng tự theo dõi về môi trường quốc gia khi xảy ra sự cố hạt nhân từ Nhật bản. 1.1.5. Trong lĩnh vực cung cấp năng lượng Bùi Từ Thi Hoàng Trang 8
Nói đến năng lượng nguyên tử, chúng ta không thể không nhắc đến điện hạt nhân. Có thể nói, đây là một trong những lĩnh vực quan trọng nhất và được ứng dụng nhiều nhất của năng lượng nguyên tử. Theo tính toán, sau 15 năm nữa, riêng nhu cầu về điện sẽ tăng gấp 10 lần hiện nay, nhu cầu về năng lượng sẽ tăng gấp 3 lần. Trước tình thế đó, sử dụng điện hạt nhân sẽ là giải pháp tối ưu trong tương lai gần. Trong xu thế cả thế giới đang phải đối phó với hiểm họa biển đổi khí hậu toàn cầu, và nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày một dần cạn kiệt thì giải pháp điện hạt nhân là sự lựa chọn thích hợp, góp phần tích cực thay thế các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hoá thạch, nhằm hạn chế việc phát sinh khí thải ô nhiễm vào môi trường gây hiệu ứng nhà kính. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 9
Phần 2: Vấn đề phát triển năng lượng hạt nhân 2.1. Điện hạt nhân 2.1.1. Các nguồn cung cấp điện năng của thế giới Hình 2.1 – Tỷ lệ sản xuất điện trên thế giới. Về vấn đề cung cấp năng lượng điện của thế giới hiện nay, chia làm 6 loại chính: 1. Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu than đá (39%) 2. Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu khí gas tự nhiên (17%) 3. Các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu dầu (8%) 4. Thủy điện (17%) 5. Điện hạt nhân (17%) 6. Các nguồn năng lượng điện khác : chủ yếu là năng lượng điện tái sinh, năng lượng điện mặt trời, sức gió… (2%) Nhận xét: Hiện nay, điện hạt nhân mới chỉ chiếm một tỷ lệ khiêm tốn trong tỷ phần năng lượng điện của toàn thế giới và điều này sẽ chưa thể sớm thay đổi trong tương lai gần. Tuy nhiên, về lâu dài khi mà các nguồn năng lượng truyền thống cạn kiệt nhưng nhu cầu về năng lượng lại tăng lên gấp nhiều lần thì việc sử dụng năng lượng điện hạt nhân có lẽ là giải pháp khả thi nhất. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 10
2.1.2. Ưu điểm của điện hạt nhân Ưu điểm to lớn nhất khi so sánh điện hạt nhân với các loại năng lượng điện khác chính là sự thân thiện với môi trường sống, do việc sử dụng nhiệt năng từ các phản ứng phân hạch của hạt nhân nguyên tử, phát thải rất ít khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính giống như các nhà máy nhiệt điện dùng nguyên liệu hóa thạch đang từng ngày thải vào môi trường hàng triệu tấn khói bụi độc hại, hay như việc xây dựng các thủy điện có thể làm phá vỡ cân bằng hệ sinh thái của cả một vùng rộng lớn. Nhiên liệu chính dùng cho sản xuất điện hạt phân bố đồng đều trên thế giới ở các khu vực có sự ổn định về mặt chính trị nên thuận tiện cho việc khai thác và ít có biến động lớn về giá thành. Hình 2.2 – Sự phân bố Uranium. Do các nhà máy điện hạt nhân sử dụng nhiên liệu cực kỳ nhỏ gọn nên diện tích cần thiết để xây dựng một nhà máy điện hạt nhân tiêu chuẩn đòi hỏi không lớn (giảm thiểu diện tích của các bãi chứa nhiên liệu khổng lồ như các nhà máy nhiệt điện), hơn nữa nhiên liệu cho nhà máy có thể dễ dàng vận chuyển nên vị trí quy hoạch của nhà máy hoàn toàn có thể đặt ở những nơi an toàn, xa khu dân cư. Nhà máy điện hạt nhân được xây dựng với các tiêu chuẩn về kỹ thuật cao nhất. Công nghệ điện hạt nhân cũng là công nghệ được nhiều nước phát triển áp dụng từ lâu và hiện nay đã có nhiều cải tiến kỹ thuật. Về mặt lý thuyết, đây là giải pháp có tính an toàn cao, khả năng tạo ra sản lượng điện lớn (cỡ hàng nghìn MW) với chỉ một nhà máy có diện tích nhỏ. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 11
Tuổi thọ hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân là rất lâu dài (khoảng 50-60 năm), đảm bảo việc cung cấp năng lượng ổn định trong thời gian dài và chi phí vận hành, bảo dưỡng lại rẻ. Có thể cho hiệu quả kinh tế cao, hơn nữa chi phí cho việc hậu xử lý sau khi tháo dỡ nhà máy đều đã được tính trong chi phí đầu tư xây dựng ban đầu. 2.1.3. Nhược điểm của điện hạt nhân Nói đến điện hạt nhân là nói tới chi phí đầu tư để xây dựng ban đầu rất lớn đồng thời đòi hỏi phải có một đội ngũ chuyên viên, kỹ thuật viên có trình độ cao để vận hành, quản lý hoặc xử lý khi phát sinh sự cố. Nguyên liệu chủ yếu cho các nhà máy điện hạt nhân hoạt động theo các công nghệ hiện nay là Uranium. Đây là một nguồn tài nguyên có trữ lượng thấp trên trái đất (cỡ 4 triệu tấn) nên nếu phát triển các nhà máy điện hạt nhân một cách ồ ạt và không có tính toán chi tiết thì trong tương lai sẽ thiếu nhiên liệu để phục vụ các nhà máy này hoạt động. Thời gian để xây dựng một nhà máy điện hạt nhân là không nhỏ, từ khi lên kế hoạch, ra quyết định, thuyết phục người dân chấp nhận đến khi xây dựng xong có khi phải kéo dài hàng chục năm. Tuy được thiết kế và xây dựng với các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật cao nhất nhưng một khi xảy ra sự cố thì sẽ trở thành thảm họa nghiêm trọng có ảnh hưởng rộng lớn hơn bất kỳ sự cố của các loại hình nhà máy điện nào khác. Công nghệ sản xuất điện hạt nhân hiện nay gần như là công nghệ độc quyền của các nước phát triển cộng với những lo ngại về việc phổ biến vũ khí hạt nhân khi bất cứ một quốc gia nào có ý định tự nghiên cứu và phát triển điện hạt nhân. Vì thế điện hạt nhân gần như trở thành công nghệ độc quyền của một vài nước và các nước muốn sử dụng công nghệ này sẽ lệ thuộc vào các nước nói trên (từ khâu thiết kế, xây dựng, vận hành, chuyển giao công nghệ đến việc khai thác, sản xuất nhiên liệu phục vụ sự hoạt động của nhà máy). Vấn đề đáng quan ngại nhất khi xây dựng điện hạt nhân là sản phẩm các chất thải chứa phóng xạ sản sinh ra trong quá trình hoạt động của nhà máy (phần nhiều trong số đó cần thời gian rất dài để phân hủy), tuy số lượng không nhiều nhưng đến hiện nay vẫn chưa có một biện pháp thực sự khả thi nào cho việc xử lý các hậu chất thải phóng xạ này. Do đó, việc xây dựng một nhà máy điện hạt nhân là kèm theo các vấn đề an ninh, an toàn phóng xạ hạt nhân trong suốt một thời gian dài sau đó. 2.2. Sự phát triển điện hạt nhân trên thế giới Bùi Từ Thi Hoàng Trang 12
Hiện nay, điện hạt nhân đã và đang là nguồn năng lượng chủ đạo ở nhiều nước. Trong đó chủ yếu là các nước phát triển hoặc có dân số đông (3 quốc gia có dân số đông nhất là Trung quốc, Ấn độ và Hoa kỳ đều có sử dụng điện hạt nhân). Về vấn đề môi trường, cho đến nay cũng chưa có ứng viên nào đủ sức thay thế điện hạt nhân trong dự án năng lượng cho tương lai, và điện hạt nhân được xem là năng lượng “sạch” vì không xả khí thải hủy hoại môi trường và giá thành hợp lý nếu đem so với giá thành đắt đỏ của năng lượng tái tạo. Hình 2.3 – Vị trí các nhà máy điện hạt nhân trên thế giới. Hiện nay trên thế giới có 442 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động (phân bố chủ yếu ở Bắc mỹ, Tây âu và Nhật bản), 65 lò đang trong quá trình xây dựng, và rất nhiều lò khác trên dự án. Các quốc gia tiêu biểu cần kể đến là: 1. Mỹ : có 104 lò đang hoạt động, Mỹ là cường quốc số một về điện hạt nhân, cung cấp khoảng 20% tổng nhu cầu về điện năng của cả nước. Tổng thống Obama gần đây đã cam kết khoản vay 8 tỷ USD để xây dựng thêm các nhà máy hạt nhân của Mỹ kể từ năm 1979. 2. Pháp : Có 58 lò phản ứng, Pháp đang đứng vị trí thứ hai trên thế giới về điện hạt nhân. Hiện tại, khoảng 77% điện năng của Pháp là từ các lò phản ứng, một tỷ lệ cao nhất thế giới. 3. Nhật bản : Tuy là quốc gia nằm trên vùng địa chất không ổn định, thường xuyên hứng chịu các thảm họa động đất, sóng thần nhưng do thiếu thốn về nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng như nhu cầu về năng Bùi Từ Thi Hoàng Trang 13
lượng và đòi hỏi về một nền công nghiệp phát triển thân thiện với môi trường. Tại thời điểm năm 2000, Nhật Bản có 51 lò phản ứng phát điện hạt nhân đang vận hành, trở thành nước sử dụng hạt nhân đứng thứ 3 trên thế giới, sau Mỹ và Pháp. chiếm khoảng 30% tổng sản lượng điện của quốc gia này. 4. Ngoài ra một số nước phát triển như Anh, Đức Nga đều có tỷ lệ sử dụng điện hạt nhân đạt trên 20% tổng sản lượng điện quốc gia, một số quốc gia đang phát triển khác như Trung quốc, Ấn độ… cũng đã đầu tư xây dựng các nhà máy điện hạt nhân. Tuy tỷ lệ trong cung cấp năng lượng còn thấp nhưng các chính sách phát triển năng lượng của các quốc gia này vẫn luôn đề cao vấn đề sử dụng năng lượng hạt nhân cho tương lai. 2.3. Phát triển điện hạt nhân ở Việt nam 2.3.1. Đặt vấn đề Việt nam là một quốc gia đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Một đặc điểm quan trọng là nhu cầu về năng lượng để phát triển kinh tế luôn là một nhu cầu rất lớn. Yêu cầu về phát triển năng lượng thường gấp hai lần tốc độ phát triển về kinh tế, và với tốc độ phát triển kinh tế khoảng 7.5% như hiện nay thì đòi hỏi ngành công nghiệp năng lượng (đại diện là nghành điện) phải có tốc độ phát triển khoảng 15%/năm. Đây là một con số khá lớn và không dễ để thực hiện. Hình 2.4 – Quy hoạch phát triển điện Việt Nam đến 2025. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 14
Trong mấy năm trở lại đây, tình hình cung cấp điện của Việt Nam ngày càng trở thành vấn đề nan giải khi sự phát triển của ngành điện quá chậm chạp. Việc tăng giá của các nguyên liệu đầu vào cho sản xuất nhiệt điện tăng cao, các nguồn cung cấp nước cho các hồ thủy điện cạn kiệt và không ổn định làm cho thiếu hụt điện nghiêm trọng, ảnh hưởng sâu rộng đến đời sống của nhân dân và sự phát triển kinh tế của đất nước. Trong điều kiện các yếu tố để sản xuất điện năng ngày càng thiếu thốn: nguyên liệu sử dụng cho nhiệt điệt cạn kiệt(Việt nam lần đầu tiên đã phải nhập khẩu than phục vụ nhu cầu sản xuất điện trong nước. Theo TKV, dự kiến số lượng than nhập khẩu từ nay đến năm 2012 khoảng 10 triệu tấn/năm và sẽ tăng dần từng năm. Đến năm 2020, dự kiến Tập đoàn sẽ nhập về khoảng 100 triệu tấn/năm), việc quy hoạch các hồ thủy điện đã sử dụng phần nhiều trữ lượng thủy năng của đất nước, hơn nữa 70% nguồn nước của chúng ta có lưu vực nằm ở nước ngoài, về tương lai, khi các nguồn nước ngày càng khan hiếm thì việc phát triển năng lượng thủy điện theo đó càng khó khăn hơn. Tất cả những đòi hỏi bức thiết trên đặt ra yêu cầu là phải đảm bảo nguồn cung cấp điện cho nền kinh tế phát triển bền vững và đa dạng hóa các nguồn cấp, đồng thời vẫn tuân thủ nghiêm ngặt các công ước về chống biến đổi khí hậu thế giới mà Việt Nam đã ký, ta nhận thấy điện hạt nhân là một trong những phương án được chú ý, và có tính khả thi nhất. Từ việc phân tích một cách khách quan xu thế hiện nay của thế giới và khu vực đối với việc phát triển điện hạt nhân; từ việc xem xét trên các quan điểm về nhu cầu, về an ninh năng lượng và về phát triển tiềm lực của đất nước; từ việc đánh giá tính khả thi của chương trình điện hạt nhân dựa trên các cơ sở về giá thành và đầu tư, về an toàn và xử lý thải, về cơ sở hạ tầng và nhân lực, về địa điểm xây dựng nhà máy; v.v... có thể khẳng định rằng Việt Nam hoàn toàn có đủ điều kiện để thực thi Chương trình phát triển điện hạt nhân trong những năm đầu của thế kỷ 21. 2.3.2. Thực hiện Ngày 17 tháng 6 năm 2010, Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng đã ký quyết định phê duyệt định hướng quy hoạc phát triển điện hạt nhân ở Việt nam giai đoạn đến năm 2030. Theo đó, Việt nam sẽ tiến hành phát triển điện hạt nhân và sẽ phát triển trên quy mô rộng lớn trong tương lai. Vì vậy, phải có những định hướng trước mắt cho sự phát triển nguồn năng lượng khá mới mẻ này: 1. Đầu tiên phải có các quy định cụ thể định hướng rõ ràng về việc phát triển năng lượng hạt nhân ở Việt Nam. Đồng thời tuyên truyền, phổ Bùi Từ Thi Hoàng Trang 15
biến kiến thức cho người dân về lợi ích của việc phát triển năng lượng hạt nhân. Đây là vấn đề đầu tiên và tối quan trọng vì chỉ khi có được những quy định chặt chẽ và sự đồng thuận của người dân thì mới có thể tiến hành được các công việc tiếp theo. 2. Phải đào tạo được một đội ngũ nhân lực bước đầu có khả năng đáp ứng được các nhu cầu về vận hành nhà máy điện hạt nhân, cao hơn nữa là các công việc duy tuy, bảo dưỡng hoặc thậm chí xử lý khi phát sinh sự cố. 3. Đảm bảo an ninh, an toàn tuyệt đối về các chất thải phóng xạ sinh ra trong quá trình vận hành nhà máy điện hạt nhân. Các chất thải này phải được kiểm tra và quản lý nghiêm ngặt nhất tránh để rò rỉ ra môi trường hoặc thất thoát ra bên ngoài vì sẽ gây ra các hậu quả to lớn. 4. Xây dựng các phương án dự phòng khi phát sinh các sự cố về điện hạt nhân (kể cả các tình huống có xác suất thấp nhất). Bởi vì, tuy đã được xây dựng theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất về an toàn nhưng chúng ta vẫn không bao giờ có thể tính hết được đến mọi tình huống có thể xảy ra, đặc biệt là sự thất thường của tự nhiên. Do đó, phải dựng sẵn các phương án đối phó phù hợp. Ví dụ: Ngày 11/3 khi trận động đất mạnh 9 độ richter làm rung chuyển bờ biển phía bắc Nhật Bản và gây ra sóng thần hơn 10m đổ bộ vào các khu vực ven biển, gây ra sự cố hạt nhân nghiêm trọng tại nhà máy điện FukushimaI và làm cho thế giới hoảng sợ một phần là do công nghệ sử dụng đã lạc hậu, một phần vì những người thiết kế nhà máy chưa bao giờ tính toán đến việc sẽ xảy ra một trận động đất với cường độ mạnh đến như vậy (mặc dù các nhà máy điện nguyên tử của nhật được thiết kế có thể chịu được các trận động đất mạnh mà 10,000 năm chỉ xảy ra một lần). Bùi Từ Thi Hoàng Trang 16
Phần 3 : Kết luận Lịch sử đã chứng kiến những điều đáng sợ về năng lượng nguyên tử. Đó là những hình ảnh hủy diệt kinh hoàng sau khi quân đội Mỹ ném hai quả bom nguyên tử xuống Nhật bản trong Đệ nhị thế chiến, hay các thảm họa về điện hạt nhân nghiêm trọng đã xảy ra ở Mỹ (1979); Liên xô (1986) và mới đây nhất là sự cố hạt nhân ở Nhật bản… Vì thế, các vấn đề về năng lượng hạt nhân, điện nguyên tử luôn là vấn đề vô cùng nhạy cảm mà khi đề cập đến vẫn làm cho nhiều người e ngại vì trước mắt chỉ nhìn thấy những mặt trái và quên đi nhiều mặt tích cực khác của nó. Việc sử dụng năng lượng hạt nhân đang nhận được những ý kiến trái chiều. Nhưng có một điều quan trọng mà những người đã và đang phản đối gay gắt việc sử dụng năng lượng hạt nhân quên mất rằng : Tuyệt đại đa số người dân trên thế giới đều mong muốn có một cuộc sống tốt hơn (đó là những điều kiện về môi trường sống, mức sống và sự phát triển của xã hội sống). Nếu hoàn toàn chối bỏ những mặt tích cực của việc sử dụng năng lượng hạt nhân thì trong tương lai, một cuộc sống với bầu không khí bị ô nhiễm nặng nề, các nguồn tài nguyên cạn kiệt, xã hội thiếu thốn năng lượng để phát triển sẽ viễn cảnh cho nhân loại? Phát triển và sử dụng năng lượng hạt nhân có nhiều lợi ích to lớn và cũng có vô số những ẩn họa khôn lường nhưng nó đã và đang tham gia tích cực vào tất cả mọi mặt đời sống của chúng ta và chắc chắn sẽ là một lựa chọn phù hợp trong tương lai nhằm đảm bảo an ninh năng lượng và đảm bảo các yếu tố về môi trường sống cho nhân loại. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 17
Phần 4: Cục năng lượng nguyên tử Việt nam 4.1. Tìm hiểu về Cục năng lượng nguyên tử Việt nam Cục năng lượng nguyên tử (NLNT) – Vietnam Atomic Energy Agency (VAEA) được thành lập theo Quyết định số 156/QĐ-BKHCN ngày 05/02/2010 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN). Là cơ quan hành chính trực thuộc KH&CN. Có chức năng tham mưu, giúp Bộ trưởng Bộ KH&CN thực hiện quản lý nhà nước đối với các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng và phát triển NLNT trên phạm vi cả nước và thực hiện chức năng quản lý của Cục. Chỉ đạo, điều hành và ra các văn bản về các tất cả các công việc, dự án liên quan đến NLNT tại Việt Nam. 4.2. Giới thiệu về bản thân Họ và tên : Bùi Từ Thi Hoàng HKTT : 3C – Tổ 2 – P. Quan hoa – Q. Cầu giấy – Tp. Hà nội Trình độ chuyên môn : Kỹ sư điện, chuyên ngành Kỹ thuật đo và Tin học công nghiệp – Hệ chính quy khóa học 51 – Đại học Bách khoa Hà nội – Tốt nghiệp năm 2011. Trong thời gian học tập tại Đại học Bách khoa Hà nội, tôi đã được trang bị một nền tảng kiến thức tốt về Đo lường – Điều khiển – giám sát. Các vấn đề về hệ thống điện, hệ thống thông tin công nghiệp… có kỹ năng tốt về thiết kế mạch phần cứng điện tử, lập trình cho các hệ vi xử lý thông dụng. Am hiểu mạng Internet, thành thạo tin học văn phòng, đặc biệt là thực hiện thiết kế và thuyết trình Powerpoint tốt. Mặt khác, một số kiến thức ngoài kỹ thuật như kiến thức về quản trị học, quản lý công nghiệp, lập kế hoạch… cũng được trang bị tốt. Ngoài các kiến thức chuyên môn, bản thân tôi là một người có tinh thần đoàn kết, hòa đồng với tập thể. Có thể làm việc độc lập hoặc làm việc nhóm, làm việc được trong môi trường có áp lực công việc cao. Hơn nữa, đối với các phong trào, hoạt động mang tính tập thể tôi đều tích cực tham gia. Trong những năm đầu học đại học, tôi có tham gia vào hoạt động tình nguyện của Hội sinh viên trường, làm ủy viên ban chấp hành liên chi hội sinh viên K51 – đội trưởng đội tình nguyện liên chi hội sinh viên K51, sau đó làm ủy viên của tiểu ban tình nguyện Hội sinh viên Đại học Bách khoa Hà nội. Các phong trào, hoạt động của lớp hay đoàn thể phát động tôi đều tham gia với tinh thần trách nhiệm cao. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 18
Tôi được biết Cục Năng lượng nguyên tử đang có nhu cầu tuyển dụng nhân viên ở một số vị trí công tác, trong đó có vị trí : Chuyên viên kỹ thuật Năng lượng nguyên tử. Qua tìm hiểu, tôi được biết chức năng của Cục Năng lượng nguyên tử là thực hiện việc quản lý, giám sát đối với các hoạt động nghiên cứu, ứng dụng, phát triển năng lượng nguyên tử ở Việt Nam. Và các công việc điều hành, chỉ đạo, đối với các dự án năng lượng hạt nhân ở Việt Nam (trong đó có dự án điện hạt nhân sẽ được xây dựng ở nước ta vào năm 2014). Tôi nghĩ rằng mình có kiến thức về kỹ thuật và một số hiểu biết nhất định quản lý công nghiệp, nếu được tuyển dụng vào làm việc tại Cục, tôi có thể đảm nhận các công việc như: Tham gia vào xây dựng các văn bản quy định về quản lý hoạt động năng lượng nguyên tử, tham gia vào kiểm tra - giám sát việc thực hiện xây dựng của các dự án về năng lượng nguyên tử, tham gia vào việc xây dựng các quy định về an toàn năng lượng hạt nhân, xây dựng các phương án để giảm thiểu tác hại nếu có sự cố về hạt nhân xảy ra. Ngoài một số công việc trên, tôi sẽ cố gắng liên tục trang bị cho mình các kiến thức chuyên môn để phù hợp với các công việc được giao phó. Nếu được tuyển dụng, tôi xin cam đoan nghiêm chỉnh chấp hành mọi quy định của Cục và hoàn thành tốt công việc được giao. Bùi Từ Thi Hoàng Trang 19